腎臟組織低溫保存中熱質(zhì)傳遞特性研究.pdf

1、在生物低溫保存方法中，移植器官采用冰溫技術(shù)延時(shí)保存是一個(gè)新的研究領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)外生物醫(yī)學(xué)界也已認(rèn)識(shí)到該方法的可行性和學(xué)術(shù)價(jià)值。腎臟冷保存的第一個(gè)環(huán)節(jié)是用低溫的器官保護(hù)液進(jìn)行冷灌注，灌注過(guò)程中的降溫速率（溫度和流速）對(duì)器官的延時(shí)保存以及移植后的功能恢復(fù)將起到至關(guān)重要的作用。本文主要對(duì)冷灌注過(guò)程中腎臟器官三維溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了深入研究。
　　本研究對(duì)腎臟器官冷灌注過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)三維溫度場(chǎng)重構(gòu)，目的在于獲取腎臟組織的動(dòng)

2、態(tài)溫度分布情況，深層次分析灌注過(guò)程的熱質(zhì)傳遞機(jī)制。本文選擇豬腎為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，建構(gòu)其腎臟血管樹的物理模型并將其轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上利用CFX流固耦合方法，對(duì)腎臟冷灌注過(guò)程中的三維溫度場(chǎng)進(jìn)行了瞬態(tài)模擬，并討論了模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差的原因。腎臟熱物性參數(shù)獲取和微觀結(jié)構(gòu)觀察的實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)研究冰溫延時(shí)保存器官的機(jī)理非常重要。采用差示掃描量熱儀的MDSC模式測(cè)取了腎臟組織的冰點(diǎn)溫度；利用生物冷熱臺(tái)和研究級(jí)偏光透射顯微鏡，

3、對(duì)腎臟組織不同保存溫度及不同降溫速率等狀態(tài)條件，做了細(xì)胞形態(tài)的觀察與分析。本研究創(chuàng)新之處在于：用多孔介質(zhì)模型構(gòu)建毛細(xì)血管，由此實(shí)現(xiàn)動(dòng)脈與靜脈之間的連接。為深入分析腎臟器官三維溫度分布真實(shí)的傳熱狀態(tài)，數(shù)值模擬過(guò)程體現(xiàn)：向動(dòng)脈入口施以一定溫度、流速的冷卻液，通過(guò)多孔介質(zhì)的滲流，最后匯集至腎靜脈流出，整體器官的熱質(zhì)傳遞不間斷進(jìn)行，呈現(xiàn)典型的非穩(wěn)態(tài)傳熱和流動(dòng)過(guò)程。毫米數(shù)量級(jí)動(dòng)靜脈血管內(nèi)低溫保護(hù)液的流動(dòng)采用管內(nèi)一維非線性流體力學(xué)模型；微米數(shù)量級(jí)細(xì)